20xx屆高考二輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)練習(xí)-帶電粒子在組合場中的運(yùn)動問題(含解析)(編輯修改稿)
2025-04-05 05:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 邊界的時間可以為，則粒子從出發(fā)到向右穿過左邊界時離A點(diǎn)的距離可以為，在光滑絕緣水平桌面內(nèi)建立坐標(biāo)系，在第Ⅱ象限內(nèi)有平行于桌面的勻強(qiáng)電場，Ⅲ象限垂直于桌面放置兩塊相互平行的平板，兩板間距，板間有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，兩板右端在y軸上，板與x軸重合，在其左端緊貼桌面有一小孔M，Ⅳ象限內(nèi)垂直于x軸放置一塊平行于y軸且沿y軸負(fù)向足夠長的豎直平板，平板在x軸上垂足為Q，，小球的比荷點(diǎn)與小孔M在垂直于電場方向上的距離為，不考慮空氣阻力.(1)求勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小.(2)要使帶電小球無碰撞地穿出磁場并打到平板上，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍.(3)若時刻小球從M點(diǎn)進(jìn)入磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙的規(guī)律隨時間呈周期性變化(取豎直向上為磁場正方向)，求小球從M點(diǎn)到打在平板上所用的時間.(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))答案以及解析：A解析：帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，可將射出電場的粒子速度v分解成初速度方向與加速度方向，設(shè)出射速度與水平夾角為θ，則有，而在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)運(yùn)動軌跡對應(yīng)的半徑為R，由幾何關(guān)系可得，半徑與直線夾角正好等于θ，則有:所以，又因?yàn)榘霃焦?，d與無關(guān)， 故A正確的，B，C，D，錯誤。：C解析：由題圖結(jié)合左手定則可知，此粒子帶正電，故A錯誤；帶正電粒子經(jīng)過電場要加速，所以下極板的電勢比上極板的電勢低，故B錯誤；根據(jù)動能定理得，由得，若只增大加速電壓U的值，則半徑r變大，故C正確；若只增大入射粒子的質(zhì)量，則半徑r變大，故D錯誤.：B解析：兩帶電粒子在磁場中都是向下偏轉(zhuǎn)，帶電粒子的帶電性質(zhì)相同，均帶負(fù)電，故A錯誤；兩帶電粒子帶負(fù)電，在電場中加速，所以M板的電勢低于N板的電勢，故B正確；從E點(diǎn)和F點(diǎn)離開磁場的兩粒子的軌跡如圖所示，設(shè)磁場區(qū)域的半徑為R，由幾何關(guān)系可得，所以兩粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑之比為3:1；在加速電場中根據(jù)動能定理可得，在磁場中由洛倫茲力提供向心力，有，可得，聯(lián)立可得，所以兩帶電粒子的電荷量之比為1:9；根據(jù)兩粒子在磁場中的運(yùn)動時間，兩粒子質(zhì)量相等，偏轉(zhuǎn)角度分別為，所以兩帶電粒子在磁場中的運(yùn)動時間之比為9:2，故C、D錯誤.：C解析：粒子進(jìn)入磁場后，做
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